如何使用频谱仪Y因子法来测量噪声系数？
噪声系数的精确测量对于产品的研发和制造都非常关键，是射频电路的关键指标之一。它决定了接收机的灵敏度，影响着模拟通信系统的信噪比和数字通信系统的误码率。
噪声系数提供了被测器件添加到信号中的噪声的可量化度量。对于噪声系数的测量，通常有Y因子法和冷源法两种方式。
本文将详细解析如何使用频谱仪Y因子法来测量噪声系数，希望能为广大工程师朋友提供测试测量思路。
01 Y因子法
噪声源是Y因子法测量必不可少的设备，是能产生两种不同噪声功率的噪声发生器。通过给噪声源施加不同的供电电压（0V和28V），在被测器件的输出端口得到两个噪声功率的测量结果，分别叫做冷态和热态功率。
这两个测量结果的比值称为Y因子，可用来计算噪声系数，而ENR值一般由噪声源的规格书给出。
为了方便理解，我们通过坐标的方式展现出来。噪声源的冷态和热态作为被测器件的激励，输出端也对应产生两个输出，这两个值可以直接用接收机测量得到。
两点确定一条直线，两次不同的测试结果可以确定噪声功率与噪声温度的线性函数，该线性函数的斜率可以测出被测器件的增益值，而与Y轴的交点可以确定被测器件增加的额外噪声。
由于频谱仪本身存在噪声，也会对总噪声结果产生影响，为了精确测量噪声系数，利用级联噪声系数方程从总噪声系数测量值中去除所测量的仪器噪声系数，从而仅显示被测器件的噪声系数和增益，这种情况通常称为校准。
02 实机测量
如果能使用现代化测量工具，比如SSA5000A频谱分析仪的噪声系数功能，则可以自动实现上述的计算。
结合刚刚的相关推导，使用频谱仪进行Y因子法噪声系数测量包含以下两个测试步骤：校准和测量。本次测试中采用的被测物为SNA-TB01射频演示板上的放大器模组。
首先对测量系统进行校准：将噪声源驱动器通过USB线连接至频谱仪的USB接口上，再将噪声源驱动器的输出端与噪声源的输入端进行连接，之后，把噪声源的输出端连接至频谱仪的射频输入口。
频率按照被测器件工作的频率范围进行设置，如本例中使用的放大器工作频率范围为10MHz~15GHz，则相应的测试频率范围设置为10MHz~15GHz。
测试点数需要的根据所需的观察点数进行合理设置，如本例中需要观察每500MHz一段的频率点，则需要设置31个扫描点数。
由于本次测试中使用的放大器为宽带放大器，因此无需调整分辨率带宽
检查衰减器和前置放大器设置，默认设置为衰减0dB、前置放大器打开，保证频谱仪的底噪尽可能的低，以测量更低的噪声值。
选择测量设置，编辑超噪比填入ENR表，噪声源的超噪比一般位于噪声源上标签处，按照标签上表格输入频率点和对应的超噪比，同时可以在超噪比选项卡中加载相应的超噪比文件，参数设置区的ENR状态显示为绿色验证数据已正确传输。
SSA5000A会检查输入的超噪比是否覆盖测试频率范围，若没有相关的频率范围，则会出现橙色的提示~ENR，并无法进行校准。
开始校准，待进度条读条完后完成校准。
校准完成且未接入待测器件时，增益和噪声系数均接近0dB，这表明消除了系统的噪声影响。
校准完成后保持分析仪对噪声源的控制，将被测件的输入端连接至噪声源的输出端，被测件的输出端连接至分析仪的射频输入口。
测量结果出现在分析仪的显示屏上，被测器件6GHz的噪声系数为5.23dB，增益为11.82dB。把显示视图切换为表格，可以看到测量结果是比较准确的，被测器件在目标频率范围内符合制造商的规格。
此外分析仪噪声系数测量还支持三种结果显示模式和七种显示结果类型，为工程师提供了一个简单的工具。
总结
本期详细说明了用频谱分析仪进行噪声系数测量的方式，同时进行了实机演示，希望能为广大工程师朋友提供更多帮助。
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